Question

蛇纹石矿由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成。由蛇纹石制取碱式碳酸镁实验步骤如下：

已知：

氢氧化物	Fe(OH) 3	Al(OH)3	Mg(OH)2
开始沉淀pH	1.5	3.3	9.4

（1）蛇纹石加盐酸溶解后，溶液里除了Mg²⁺外，还含有的阳离子有              。

（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液pH=7～8（有关氢氧化物沉淀的pH见上表），Ca(OH)₂不能过量，若Ca(OH)₂过量可能会导致            溶解、            沉淀。

（3）物质循环使用，能节约资上述实验中，可以循环使用的物质是            。

（4）高温煅烧碱式碳酸镁aMgCO₃·bMg(OH)₂·cH₂O得到MgO。取碱式碳酸镁4.66 g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00 g和标准状况下CO₂ 0.896 L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式为                      。（写出计算过程，否则不得分）

Answer 1

【答案】26．（10分） （1）Fe³⁺、Al³⁺ 、H⁺ （2分，H⁺不写不扣分）

（2）Al(OH)₃ （1分）     Mg(OH)₂ （1分）   （3）CO₂ （2分）

（4）4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O（4分）

【解析】

试题分析：（1）蛇纹石加盐酸溶解，MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反应溶解，反应方程式分别为：MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O，Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O．而SiO₂不与盐酸反应，以沉淀的形式除去，答案为：Fe³⁺、Al³⁺、H⁺；（2）由（1）知，此时溶液中除了Mg²⁺外，还含有Fe³⁺、Al³⁺杂质，需除去Fe³⁺、Al³⁺但不能损失Mg²⁺，因Fe³⁺+3H₂O⇌Fe（OH）₃+3H⁺和Al³⁺+3H₂O⇌Al（OH）₃+3H⁺，利用平衡移动的原理，消耗H⁺使上述水解平衡向正反应方向移动，除去Fe³⁺、Al³⁺，加Ca（OH）₂需将溶液的pH控制在7～8，若pH过高，会导致生成的Al（OH）₃发生反应Al（OH）₃+OH-=AlO₂^-+2H₂O溶解，Mg（OH）₂在pH为9.4时开始沉淀，所以碱性增强Mg（OH）₂会沉淀，同时Mg²⁺也因转化为沉淀而损失，答案为：Al（OH）₃；Mg（OH）₂；（3）从实验步骤图知：上述实验中，步骤Ⅱ中通二氧化碳，生成碳酸钙，碳酸钙分解可得到二氧化碳，作为第Ⅱ步的原料，碱式碳酸镁分解得到CO₂，可以循环使用的物质是CaCO₃或CO₂，答案为CO₂；

（4）m（样品）=4.66g，n（CO₂）=0.896/22.4=0.04mol，m（MgO）=2.0g，

碱式碳酸镁分解：aMgCO₃・bMg（OH）₂・cH₂O=（a+b）MgO+aCO₂↑+（b+c）H₂O↑，根据质量守恒得：m（H₂O）=4.66g-1.76g-2.0g=0.9g，则n（MgO）=0.05mol，n（CO₂）=0.04mol，n（H₂O）=0.05mol，得：   a：b：c=0.05：0.04：0.05=5：4：5，所以碱式碳酸镁的化学式为4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O。

考点：考查物质组成的测定。